基于BIM的綠色建筑工程信息集成機(jī)理研究

朱琳琳 馬利耕

摘 要：BIM技術(shù)依托信息互用、信息協(xié)同功能實(shí)現(xiàn)了對綠色建筑工程全過程信息的集成管理，有效解決了信息孤島問題。文章以BIM對綠色建筑工程信息集成的影響體現(xiàn)作為切入點(diǎn)，論述基于BIM的綠色建筑信息集成流程，最后提出BIM在綠色建筑工程信息集成中的應(yīng)用，以此提高綠色建筑工程信息的協(xié)調(diào)功能。

關(guān)鍵詞：BIM；綠色建筑工程；信息集成

信息集成是指系統(tǒng)中不同子系統(tǒng)或用戶的信息采用的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范及編碼都一致，能夠?qū)崿F(xiàn)全系統(tǒng)的信息共享，進(jìn)而可實(shí)現(xiàn)相關(guān)用戶軟件間的交互和有序工作。在綠色建筑工程中由于其需要多個(gè)專業(yè)協(xié)同完成，因此，需要對各個(gè)專業(yè)項(xiàng)目的信息進(jìn)行統(tǒng)一的管理，以此提高綠色建筑工程的質(zhì)量。建筑信息模型（Building Information Modeling，BIM）為實(shí)現(xiàn)建筑工程信息集成提供了良好的技術(shù)支撐，因此，基于綠色理念在建筑工程項(xiàng)目中的應(yīng)用，研究基于BIM的信息集成機(jī)理具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 BIM對綠色建筑工程信息集成的影響體現(xiàn)

信息是BIM的核心，在綠色建筑工程體系中，BIM對綠色建筑工程信息集成的影響體現(xiàn)主要表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面[1]。

1.1 實(shí)現(xiàn)關(guān)聯(lián)自動修改

基于BIM技術(shù)的綠色建筑工程系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，例如，BIM軟件系統(tǒng)具有自動調(diào)節(jié)和修改的功能，這樣不僅可以解決不同專業(yè)之間不統(tǒng)一的問題，而且還可以大大提高綠色建筑工程的設(shè)計(jì)質(zhì)量，避免在施工中出現(xiàn)的各種問題。

1.2 減少了信息的重復(fù)輸入

傳統(tǒng)的建筑工程管理軟件承擔(dān)著不同專業(yè)的信息，在綠色建筑工程管理體系中需要按照不同的專業(yè)信息進(jìn)行輸入，但是BIM技術(shù)則實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)信息的統(tǒng)一錄入。例如，BIM承載著不同專業(yè)的信息，這樣有效地保證了信息的準(zhǔn)確有效性及統(tǒng)一性，大大節(jié)省了因重復(fù)錄入信息工作所需耗損的資源。

1.3 自動化程度提高

BIM技術(shù)的自動化優(yōu)勢在綠色建筑工程管理中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)了對所有環(huán)節(jié)的集中管理，有效地避免了因各環(huán)節(jié)連接問題而導(dǎo)致的工程質(zhì)量問題。例如在綠色工程還未進(jìn)入施工階段時(shí)，可以利用BIM模型對施工過程進(jìn)行模擬，從而根據(jù)模擬的施工情況對容易出現(xiàn)或者存在潛在問題的施工方案進(jìn)行調(diào)整，實(shí)現(xiàn)施工進(jìn)度、施工成本以及施工質(zhì)量等方面的融合，可見施工過程的可視化模擬分析，明顯抬高了建筑施工過程的自動化程度。

1.4 實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)互用

BIM技術(shù)的核心思想就是實(shí)現(xiàn)對建筑工程項(xiàng)目全生命周期的管理，因此，其設(shè)計(jì)的軟件具有數(shù)據(jù)的互通互用特點(diǎn)。例如，目前BIM技術(shù)系統(tǒng)種類比較多，但是其具有數(shù)據(jù)的互用優(yōu)勢，所以基于BIM技術(shù)的信息集成可以實(shí)現(xiàn)對不同建筑數(shù)據(jù)的輸入、輸出等，便于對數(shù)據(jù)的統(tǒng)一管理，這樣不僅可以大大降低數(shù)據(jù)的交換成本，而且還能解決信息傳遞不暢的問題[2]。

2 基于BIM的綠色建筑工程項(xiàng)目信息集成流程

基于BIM的綠色建筑工程項(xiàng)目信息集成的最大優(yōu)勢就是實(shí)現(xiàn)了對各個(gè)環(huán)節(jié)信息的集中化、流程化管理。具體的信息集成流程為：首先，對BIM的綠色建筑工程集成信息進(jìn)行識別。信息識別主要是通過對文獻(xiàn)研讀、案例的識別。其次，對集成信息歸納。根據(jù)綠色建筑工程建設(shè)程序?qū)IM集成信息進(jìn)行重組，其可以分為決策信息、設(shè)計(jì)信息、施工信息以及運(yùn)營維護(hù)信息，最后則是對集成信息的確定。

結(jié)合基于BIM的綠色建筑工程信息集成流程可以看出，在BIM信息集成的過程中容易出現(xiàn)以下問題[3]。

（1）決策階段信息集成要素容易出現(xiàn)的問題。決策階段是綠色建筑工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其主要是確定綠色建筑工程實(shí)施的方案、目標(biāo)以及規(guī)劃等，該階段的信息模型是整個(gè)建筑的初始信息、周圍及內(nèi)部環(huán)境信息以及預(yù)期工期信息等的融合。由于決策階段容易因環(huán)境變化而導(dǎo)致決策出現(xiàn)調(diào)整等，因此，該階段的信息集成容易出現(xiàn)的問題主要是決策信息模型的靈活性不夠，不能及時(shí)根據(jù)具體的情況進(jìn)行增加、刪減等，導(dǎo)致信息利用率不足。

（2）設(shè)計(jì)階段信息集成要素常見的問題。設(shè)計(jì)階段是整個(gè)綠色建筑工程項(xiàng)目的基礎(chǔ)，其主要任務(wù)就是將建設(shè)方的建設(shè)圖紙變?yōu)榭蓪?shí)施的方案。設(shè)計(jì)階段主要包含兩個(gè)步驟：初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)。初步設(shè)計(jì)就是根據(jù)前階段的可行性研究結(jié)合對現(xiàn)場的實(shí)施調(diào)研資料等信息，對綠色工程的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行大致的規(guī)劃。施工圖設(shè)計(jì)則是根據(jù)前期的設(shè)計(jì)信息等對具體的項(xiàng)目進(jìn)行嚴(yán)格的規(guī)定說明。例如，施工圖必須要能夠準(zhǔn)確地表達(dá)出預(yù)期項(xiàng)目的構(gòu)造、功能以及其他必要的信息等。此階段信息集成容易出現(xiàn)的問題是各專業(yè)不能很好地進(jìn)行協(xié)同工作，以致于設(shè)計(jì)信息模型不能及時(shí)地得到更改、變更和完善，設(shè)計(jì)說明文件不能做到全面詳細(xì)地描述各個(gè)建造過程，致使信息大量流失，后期再利用率低。

（3）施工階段信息集成要素常見的問題。施工階段的主要任務(wù)就是將設(shè)計(jì)方案轉(zhuǎn)化為具體的建筑物的過程，由于施工是整個(gè)建筑工程管理的重點(diǎn)，而且施工環(huán)節(jié)的影響因素比較多，因此，施工階段信息因素比較多，例如土建、混凝土等。該階段最常見的問題是一方面在施工前期所產(chǎn)生的信息不能及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)部門，導(dǎo)致在施工的過程中出現(xiàn)各專業(yè)施工協(xié)同不順的問題，甚至?xí)驗(yàn)闇贤▎栴}而影響施工質(zhì)量；另一方面，在項(xiàng)目施工的后期階段，由于不能第一時(shí)間獲得設(shè)計(jì)階段的完整信息，導(dǎo)致在施工中常常因誤解設(shè)計(jì)方案而造成施工錯誤。

（4）運(yùn)營維護(hù)階段的信息集成問題。該階段的信息不能與其他階段的信息實(shí)現(xiàn)集成，再利用價(jià)值低。

3 基于BIM的綠色建筑工程各階段信息集成的機(jī)理

3.1 BIM在項(xiàng)目決策階段的信息集成應(yīng)用

BIM在項(xiàng)目決策階段的信息集成應(yīng)用主要是對綠色建筑項(xiàng)目生態(tài)環(huán)境模擬、初步建模等，綠色建筑生態(tài)模型是BIM在該階段的主要應(yīng)用，其主要是首先對收集的綠色建筑初始信息經(jīng)過認(rèn)真的分析勘察之后，根據(jù)現(xiàn)場的勘察結(jié)果對收集信息進(jìn)行整合與處理，然后再進(jìn)行BIM信息集成的一系列流程，確保信息數(shù)據(jù)的有效性及完善性。其次，對BIM進(jìn)行信息采集的系列檢測，確保收集的信息數(shù)據(jù)得到最有效的準(zhǔn)確性。再次，對不同的數(shù)據(jù)信息按照不同的專業(yè)進(jìn)行參數(shù)輸入，以便可以第一時(shí)間優(yōu)化系統(tǒng)。最后，根據(jù)相關(guān)的數(shù)據(jù)得出符合綠色建筑設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的文件。

3.2 BIM在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段信息集成機(jī)理

BIM在項(xiàng)目設(shè)計(jì)階段的集成信息過程如圖1所示。首先，BIM技術(shù)在數(shù)據(jù)庫信息統(tǒng)籌管理中的應(yīng)用：BIM技術(shù)實(shí)現(xiàn)了對數(shù)據(jù)成果的集成管理，例如通過BIM可以將以往的設(shè)計(jì)成果等納入中央數(shù)據(jù)庫中，這樣可以更加全面地自動提取相關(guān)設(shè)計(jì)方案。其次，BIM技術(shù)在數(shù)據(jù)信息與分析平臺交互中的應(yīng)用：在遵循起初所定目標(biāo)的前提條件下，通過一個(gè)不斷改進(jìn)并優(yōu)化的循環(huán)漸進(jìn)過程，最終獲得最佳的設(shè)計(jì)方案。

3.3 BIM在項(xiàng)目施工階段信息集成機(jī)理

項(xiàng)目施工階段BIM施工信息模型主要是用來仿真施工方案、施調(diào)式項(xiàng)目施工進(jìn)度等，由于施工環(huán)節(jié)比較長，因此，在項(xiàng)目施工的過程中需要調(diào)節(jié)各個(gè)施工方，例如土建、裝飾以及混凝土等，同時(shí)，在施工的過程中還會產(chǎn)生各種協(xié)議資料、物料購買信息以及施工變更記錄等，因此，為了提高信息的傳輸速度，滿足各方對施工信息的需求，需要引用BIM技術(shù)。其具體應(yīng)用主要表現(xiàn)為：（1）模擬施工方案。根據(jù)設(shè)計(jì)階段生成的BIM模型、施工圖紙以及附加說明等創(chuàng)建施工方案模型，并且將各種信息與模型結(jié)合，進(jìn)行對應(yīng)模擬并加以優(yōu)化。然后將模擬優(yōu)化后得到的具體指導(dǎo)模型、附加文件、音頻等參數(shù)信息經(jīng)過上文所述的BIM集成信息的相應(yīng)流程過程后，得出的確定信息分別錄入BIM信息協(xié)同管理系統(tǒng)下BIM數(shù)據(jù)庫的相應(yīng)文件中，此過程即為BIM對綠色建筑工程施工階段施工方案信息的集成。（2）施工進(jìn)度管理。根據(jù)對現(xiàn)場實(shí)際進(jìn)度的基本信息進(jìn)行分類、歸納及處理等創(chuàng)建出BIM進(jìn)度計(jì)劃模型。并將實(shí)際信息與BIM進(jìn)度計(jì)劃模型相結(jié)合，進(jìn)行相關(guān)模擬并加以優(yōu)化[4]。

3.4 BIM在項(xiàng)目運(yùn)營維護(hù)階段信息集成機(jī)理

通過將設(shè)備自控系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、安檢系統(tǒng)等智能化系統(tǒng)與此模型相關(guān)聯(lián)，對建筑空間及安全評估進(jìn)行相關(guān)模擬分析并加以優(yōu)化，此后將模擬分析后導(dǎo)出的設(shè)施維護(hù)報(bào)告、安全評估報(bào)告、建筑空間報(bào)告等信息再經(jīng)過BIM集成信息流程的相應(yīng)過程后，得出的確定信息分別錄入BIM信息協(xié)同管理系統(tǒng)下BIM數(shù)據(jù)庫的運(yùn)營管理目錄相應(yīng)文件中。

4 結(jié)語

總之，基于綠色理念在建筑工程中的應(yīng)用，BIM技術(shù)與綠色建筑相結(jié)合可以根據(jù)真實(shí)的BIM數(shù)據(jù)和豐富的構(gòu)件參數(shù)信息對綠色建筑各階段進(jìn)行分析模擬及評估，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和綠色建筑的可持續(xù)性，具有極為重要的意義。

[參考文獻(xiàn)]

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[2]麻榮敏.基于BIM技術(shù)的建筑工程綠色施工管理應(yīng)用研究[D].南寧：廣西大學(xué)，2016.

[3]陳新.BIM技術(shù)在建筑工程綠色施工中的應(yīng)用[J].價(jià)值工程，2017（12）：179-181.

[4]何關(guān)培.BIM 總論[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社，2011.